Wenn nicht anders angegeben, beträgt die normale Betriebstemperatur 25 C. Kursiv gedruckte Spezifikationen sind durch das Design vorgegeben.

Transkript

1 Kapitel 4 Wenn nicht anders angegeben, beträgt die normale Betriebstemperatur 25 C. Kursiv gedruckte sind durch das Design vorgegeben. Analoge Spannungsausgänge Tabelle 1. der analogen Spannungsausgänge Parameter Zustände Digital-Analog-Wandler DAC8554 Anzahl der Kanäle (Hinweis 1) 16 Auflösung 16 Bit Ausgabebereiche Kalibriert ±10 V, 0 bis 10 V mit Software konfigurierbar Nicht kalibriert ±10,2 V, -0,04 bis 10,08 V mit Software konfigurierbar Ausgangsverhalten Bereichsänderung von ±10 V auf (0 bis 10 V) oder von (0 bis 10 V) auf ±10 V (Hinweis 2) Dauer: typ. 5 µs Amplitude: typ. 5V p-p Differenzielle Nichtlinearität (Hinweis 4) Host-PC wird zurückgesetzt, eingeschaltet, ist hängengeblieben oder hat einen Rücksetzbefehl an das Gerät ausgegeben (Hinweis 3) Erstmaliges Einschalten Kalibriert Nicht kalibriert Dauer: typ. 2 s Amplitude: typ. 2V p-p Dauer: typ. 50 ms Amplitude: typ. max. 5V typ. ±1,25 LSB max. -2 LSB bis +1 LSB typ. ±0,25 LSB max. ±1 LSB Ausgangsstrom VOUTx-Klemmen typ. ±3,5 ma Kurzschlusssicherung für VOUTx mit AGND verbunden Unbestimmt Ausgang Ausgangskopplung Ausgangszustand nach Einschalten/Zurücksetzen DC DAW auf Null geregelt: typ. 0V, ±50 mv Ausgabebereich: 0 10 V Ausgangsrauschen Bereich 0 bis 10 V typ. 14,95 µvrms Bereich ± 10 V typ. 31,67 µvrms Einschwingzeit auf Genauigkeit von 1 LSB typ. 25 µs Flankensteilheit Bereich 0 bis 10 V typ. 1,20 V/µs Bereich ± 10 V typ. 1,20 V/µs Datendurchsatz Ein Kanal max. 100 Hz., abhängig vom System Mehrere Kanäle max. 100 Hz/Kanal, abhängig vom System Hinweis 1: Jeder der vier DAC8554-Ausgänge steuert simultan ein VOUTx- und IOUTx-Kanalpaar an. Eine Änderung an Kanal VOUT0 führt also auch zu einer Aktualisierung des dazugehörigen Kanals IOUT0. Und umgekehrt wird bei einer Ausgabe an Kanal IOUT0 auch VOUT0 aktualisiert. Ungenutzte VOUTx- und IOUTx-Ausgänge sollten nicht angeschlossen werden. Hinweis 2: Wenn der Ausgabebereich neu konfiguriert wird, stellt das RedLab 3106 die Ausgangsspannung automatisch auf 0 V ein. 19

2 Die Ausgangsspannung wird ebenfalls auf 0 V gestellt, wenn: 1) ein Host-PC zurückgesetzt oder ausgeschaltet wird oder hängengeblieben ist, 2) das Gerät einen Rücksetzbefehl erhalten hat. Hinweis 3: Die Dauer dieses Übergangszustands hängt wesentlich vom Enumerations-Vorgang am Host-PC ab. Normalerweise sind die Ausgangswerte des RedLab 3106 nach 2 Sekunden stabil. Hinweis 4: Die Angaben zur maximalen differenziellen Nichtlinearität gelten für den gesamten Temperaturbereich des RedLab 3106 von 0 bis 50 C. Darin sind auch die durch den Algorithmus zur Kalibrierung der Software verursachten maximalen Fehler (nur im kalibrierten Modus) und die Nichtlinearitäten des Digital-Analog-Wandlers DAC8554 berücksichtigt. Tabelle 2. zur absoluten Genauigkeit kalibrierter Ausgang Bereich Genauigkeit (±LSB) ±10 V 14,0 0 bis 10 V 22,0 Tabelle 3. zur absoluten Genauigkeit der Komponenten kalibrierter Ausgang Bereich % der Ablesung Nullpunktfehler (±mw) Temperaturdrift (%/ C) ±10 V ±0,0183 1,831 0, ,661 0 bis 10 V ±0,0183 0,915 0, ,746 Tabelle 4. zur relativen Genauigkeit Bereich Relative Genauigkeit (±LSB) ±10 V, 0 bis 10 V typ. 4,0 max. 12,0 Absolute Genauigkeit am Maximalwert (±mv) Analoge Stromausgänge Tabelle 5. der analogen Stromausgänge Parameter Zustände Anzahl der Kanäle (Hinweis 5) 16 Auflösung 16 Bit Ausgabebereiche Kalibriert typ. 0 bis 20 ma Nicht kalibriert typ. 0 bis 25 ma Quellenvorspannungsbereich (Hinweis 6) Kalibrierter Ausgang min. +8 V max. +36 V Differenzielle Nichtlinearität (Hinweis 7) Absolute Genauigkeit Leckstrom an IOUTx Einschwingzeit Datendurchsatz Kalibriert Nicht kalibriert Quellenvorspannung = +13 V Ohmsche Last = 100 Ohm Alle Nullwerte über IOUTx- Kanal ausgegeben Volle Schritte bis Genauigkeit von 1 LSB Quellenvorspannung = 12 V, Ohmsche Last = 500 Ohm Ein Kanal Mehrere Kanäle typ. ±1,25 LSB max. -2 LSB bis +1 LSB typ. ±0,25 LSB max. -1 LSB bis +1 LSB ±0,05% des Maximalwerts typ. 100 na (jeder einzelne IOUT-Kanal) typ. 25 µs max. 100 Hz., abhängig vom System max. 100 Hz/Kanal, abhängig vom System 20

3 Hinweis 5: Jeder der vier DAC8554-Ausgänge steuert simultan ein VOUTx- und IOUTx-Kanalpaar an. Eine Änderung an Kanal VOUT0 führt also auch zu einer Aktualisierung des dazugehörigen Kanals IOUT0. Und umgekehrt wird bei einer Ausgabe an Kanal IOUT0 auch VOUT0 aktualisiert. Ungenutzte VOUTx- und IOUTx-Ausgänge sollten nicht angeschlossen werden. Hinweis 6: Der maximale Lastwiderstand für die korrekte Ausgabe von IOUT kann anhand der folgenden Formel berechnet werden. Die angelegte Quellenvorspannung sollte die in Tabelle 5 enthaltenen Grenzwerte nicht überschreiten. Kalibrierter Ausgang: Lastwiderstand = (Quellenvorspannung 6 V)/0,020 A Nicht kalibrierter Ausgang: Lastwiderstand = (Quellenvorspannung 6 V)/0,025 A Hinweis 7: Die Angaben zur maximalen differenziellen Nichtlinearität gelten für den gesamten Temperaturbereich des RedLab 3106 von 0 bis 70 C. Darin sind auch die durch den Algorithmus zur Kalibrierung der Software verursachten maximalen Fehler (nur im kalibrierten Modus) und die Nichtlinearitäten des Digital-Analog-Wandlers DAC8554 berücksichtigt. Kalibrierung der analogen Ausgänge Tabelle 6. zur Kalibrierung der analogen Ausgänge Parameter Zustände Empfohlene Anlaufzeit Interne Präzisionsreferenz Kalibrierungsmethode Kalibrierungsintervall min. 15 Minuten DC-Niveau: max V ±1 mv Temp.-Koeff: max. ±10 ppm/ C Langfristige Stabilität: ±10 ppm/ (1000 h) Softwarekalibrierung 1 Jahr Digitale Eingänge/Ausgänge Tabelle 7. der digitalen Eingänge/Ausgänge Typ des digitalen Kontakts CMOS Anzahl der E/A 8 Konfiguration unabhängig als Eingang oder Ausgang konfiguriert Pullup/Pulldown-Konfiguration (Hinweis 8) Last an digitalen E/A-Eingängen Digitale E/A-Übertragungsrate (durch System gesteuert) Eingangsspannung bei Eins Eingangsspannung bei Null Ausgangsspannung bei Eins (IOH = -2,5 ma) Ausgangsspannung bei Null (IOL = 2,5 ma) Ausgangszustand nach Einschalten/Zurücksetzen Hinweis 8: kann vom Nutzer konfiguriert werden alle Klemmen potentialfrei (Standardeinstellung) TTL (Standardeinstellung) 47 kohm (Pullup/Pulldown-Konfigurationen) abhängig vom System, 33 bis 1000 Portablesungen/-eingaben oder Einzelbitablesungen/-eingaben pro Sekunde 2,0 V min., 5,5 V absolutes Max. 0,8 V max., -0,5 V absolutes Min. min. 3,8 V max. 0,7 V Eingang Die Pullup- und Pulldown-Konfiguration erfolgt über den Anschluss DIO CTL (Klemme 54). Für eine Pulldown-Konfiguration muss DIO CTL (Klemme 54) mit einem DGND-Anschluss (Klemme 50, 53 oder 55) und für eine Pullup-Konfiguration mit dem +5V-Anschluss (Klemme 56) verbunden werden). 21

4 DAW-Synchronisierung Tabelle 8. des SYNCLD-E/A Parameter Zustände Bezeichnung des Stifts SYNCLD (Klemme 49) Ausgangszustand nach Eingang Einschalten/Zurücksetzen Stifttyp bidirektional Anschluss intern 100 KOhm Pulldown durch Software auswählbare Richtung Ausgang Ausgabe des internen D/A-LOAD-Signals Eingang Empfang des D/A-LOAD-Signals von externer Quelle Eingangstaktfrequenz max. 100 Hz Impulsdauer Eingang min. 1 µs Ausgang min. 5 µs Eingangsleckstrom typ. ±1,0 µa Eingangsspannung bei Eins 4,0 V min., 5,5 V absolutes Max. Eingangsspannung bei Null 1,0 V max., -0,5 V absolutes Min. Ausgangsspannung bei Eins IOH = -2,5 ma min. 3,3 V (Hinweis 9) Nulllast min. 3,8 V Ausgangsspannung bei Null IOL = 2,5 ma max. 1,1 V (Hinweis10) Nulllast max. 0,6 V Hinweis 9: SYNCLD ist ein Schmitt-Trigger-Eingang und mit einem 200-Ohm-Widerstand gegen Überstrom geschützt. Hinweis 10: Wenn sich der SYNCLD im Eingangsmodus befindet, werden die analogen Ausgänge entweder sofort aktualisiert, oder sobald am SYNCLD-Anschluss (unter Softwaresteuerung) eine positive Flanke sichtbar wird. Damit die DAW-Ausgänge sofort aktualisiert werden können, muss der Anschluss jedoch auf Null stehen. Wird der Wert am Anschluss durch eine externe Quelle auf Eins gestellt, erfolgt keine Aktualisierung. Zähler Tabelle 9. des CTR-E/A Parameter Zustände Bezeichnung des Stifts CTR Anzahl der Kanäle 1 Auflösung 32 Bit Zählertyp Ereigniszähler Eingangsart TTL, flankengesteuert Ablese-/Eingaberaten des Zählers Ablesevorgänge abhängig vom System, 33 bis 1000 Ablesungen pro Sekunde (von Software gesteuert) Eingabevorgänge abhängig vom System, 33 bis 1000 Ablesungen pro Sekunde Schmitt-Trigger-Hysterese 20 mv bis 100 mv Eingangsleckstrom typ. ±1,0 µa Eingangsfrequenz max. 1 MHz Impulsdauer bei Eins min. 500 ns Impulsdauer bei Null min. 500 ns Eingangsspannung bei Eins 4,0 V min., 5,5 V absolutes Max. Eingangsspannung bei Null 1,0 V max., -0,5 V absolutes Min. 22

5 Speicher Tabelle 10. Speicherdaten EEPROM EEPROM-Konfiguration 256 Byte Adressbereich Zugriff Beschreibung 0x000-0x0FF Lesen/Schreiben 256 Byte Benutzerdaten Microcontroller Tabelle 11. des Microcontrollers Typ Programmspeicher Datenspeicher Hochleistungsfähiger 8-Bit RISC-Microcontroller Wörter Byte Stromversorgung Tabelle 12. der Stromversorgung Parameter Zustände Versorgungsstrom USB-Enumeration <100 ma Versorgungsstrom (Hinweis 11) Ruhestrom typ. 200 ma Ausgangsspannungsbereich für +5V (Hinweis 12) an Klemme 56 min. 4,5 V, max. 5,25 V Ausgangsstromstärke für +5V (Hinweis 13) an Klemme 56 max. 10 ma ITEST-Ausgangsspannungsbereich an Klemme 51 typ. 13 V, ±1% ITEST-Ausgangsstrom (Hinweis 14) an Klemme 51 max. 30mA Hinweis 11: Das ist der gesamte für das RedLab 3106 erforderliche Ruhestrom einschließlich der bis zu 10 ma für die Status-LED. Der Wert enthält keine potentiellen Belastungen durch die digitalen E/A- Anschlüsse, den +5V-Anschluss oder die VOUTx/IOUTx-Ausgänge. Hinweis 12: Bei diesen Werten wird davon ausgegangen, dass die USB-Stromversorgung innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt. Hinweis 13: Das ist die gesamte Stromstärke, die vom +5V-Anschluss (Klemme 56) gezogen werden kann. Dieser Wert beinhaltet auch die eventuellen Erhöhungen durch die DIO-Last. Hinweis 14: Das ist die gesamte Stromstärke, die vom ITEST-Anschluss (Klemme 51) gezogen werden kann. Der ITEST-Anschluss sollte nur zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der einzelnen IOUTx- Ausgänge verwendet werden. Um einen korrekten Betrieb zu gewährleisten, muss zwischen ITEST- und IOUTx-Klemme ein Lastwiderstand von 100 Ohm geschaltet werden. USB- Tabelle 13. USB- USB-Gerätetyp USB 2.0 (Full-Speed) USB-Kompatibilität USB 1.1, 2.0 Länge des USB-Kabels max. 3 Meter USB-Kabeltyp A-B-Kabel, UL-Typ AWM 2527 oder gleichwertig (mind. 24 AWG VBUS/GND, mind. 28 AWG D+/D-). 23

6 Umgebungsanforderungen Tabelle 14. Umgebungsanforderungen Temperaturbereich für Betrieb 0 bis 50 C Temperaturbereich für Lagerung -40 bis 85 C Luftfeuchtigkeit 0 bis 90% (nicht kondensierend) Mechanische Eigenschaften Tabelle 15. Mechanische Eigenschaften Abmessungen 127 mm (L) x 88,9 mm (B) x 35,56 mm (H) Hauptverbindung und Anschlussbelegung Tabelle 16. der Hauptverbindung Anschlussart Schraubklemmen Drahtstärke AWG-Drahtgrößen 16 bis 30 Klemme Signalname Klemme Signalname 1 VOUT0 29 VOUT1 2 IOUT0 30 IOUT1 3 VOUT2 31 VOUT3 4 IOUT2 32 IOUT3 5 AGND 33 AGND 6 VOUT4 34 VOUT5 7 IOUT4 35 IOUT5 8 VOUT6 36 VOUT7 9 IOUT6 37 IOUT7 10 AGND 38 AGND 11 VOUT8 39 VOUT9 12 IOUT8 40 IOUT9 13 VOUT10 41 VOUT11 14 IOUT10 42 IOUT11 15 AGND 43 AGND 16 VOUT12 44 VOUT13 17 IOUT12 45 IOUT13 18 VOUT14 46 VOUT15 19 IOUT14 47 IOUT15 20 AGND 48 AGND 21 DIO0 49 SYNCLD 22 DIO1 50 DGND 23 DIO2 51 ITEST 24 DIO3 52 CTR 25 DIO4 53 DGND 26 DIO5 54 DIO CTL 27 DIO6 55 DGND 28 DIO V 24

7 25

8 Vertrieb durch: Meilhaus Electronic GmbH Am Sonnenlicht Alling, Germany Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) sales@meilhaus.com